package com.mystudy.dataStructure.head;

import com.mystudy.dataStructure.array.Array;

/**
 * @program: infoalgorithm
 * @description: 最大堆, 由于父节点的值必须大于节点，所以需要继承Comparable
 * @author: zhouzhilong
 * @create: 2019-08-05 16:21
 **/
public class MaxHeap<E extends Comparable> {
    private Array<E> data;

    public MaxHeap() {
        data = new Array<>();
    }

    public MaxHeap(E[] arr) {
        data = new Array<>(arr);
        for (int i = parent(arr.length - 1); i >= 0; i--) {
            siftDown(i);
        }
    }


    //返回完全二叉树的数组表示中，一个索引所表示的元素的父亲节点的索引
    private int parent(int index) {
        if (index == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("index -0 don't have parent.");
        }
        return (index - 1) / 2;
    }

    //左孩子节点索引
    private int left(int index) {
        return index * 2 + 1;
    }

    private int rightChild(int index) {
        return index * 2 + 2;
    }


    public int size() {
        return data.getSize();
    }

    public boolean isEmpth() {
        return data.isEmpty();
    }


    //向堆中添加元素
    public void add(E e) {
        data.addLast(e);
        siftUp(data.getSize() - 1);
    }

    //上浮指定索引的值到应该在的节点
    private void siftUp(int index) {
        //如果父元素比它小的话，则交换位置
        while (index > 0 && data.get(parent(index)).compareTo(data.get(index)) < 0) {
            data.swap(parent(index), index);
            index = parent(index);
        }
    }

    //看堆中最大元素
    public E findMax() {
        if (data.getSize() == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Can not findMax when heap is empty");
        }
        return data.get(0);
    }

    //取出堆中最大元素
    public E extractMax() {
        E ret = findMax();
        data.swap(0, data.getSize() - 1);
        data.removeLast();
        siftDown(0);
        return ret;
    }

    private void siftDown(int index) {
        while (left(index) < data.getSize()) {
            int i = left(index);
            if (i + 1 < data.getSize() && data.get(i + 1).compareTo(data.get(i)) > 0) {
                //右孩子存在并且大于左孩子
                i = rightChild(index);//切换到右孩子
            }
            if (data.get(index).compareTo(data.get(i)) > 0) {
                break;
            }
            data.swap(index, i);
            index = i;
        }
    }

    //取出堆中的最大元素，并且替换为元素ｅ
    public E replace(E e) {
        E ret = findMax();
        data.set(0, e);
        siftDown(0);
        return ret;
    }


    @Override
    public String toString() {

        return data.toString();
    }
}
